Mini-Roboter für Unterwasserarbeiten

[KristofB]

Hallo zusammen,

eins vorneweg: Ich habe noch absolut keine Erfahrung mit Robotik. Seht mir also ggf. Unwissen und "dumme" Fragen nach und gebt mir einen Zeiger auf entsprechende Literatur - dafür bin ich immer dankbar.

Also: 2 Dinge bringen mich dazu, über einen kleinen Robotor nachzudenken.

1. Ich habe ein (Meerwasser-)Aquarium, dessen Scheiben hin und wieder trübe werden, wenn ich sie nicht selbst reinige
2. Ich bin Softwareentwickler und stehe auf Automation

Daraus dürfte schon hervorgehen, was ich eigentlich will. Ich möchte einen kleinen [autonomen] Roboter entwickeln, der mir die Scheibenputzarbeiten abnimmt.
Die Logik dafür ist vermutlich trivial (und mit jeder beliebigen Sprache abzubilden).
Ich glaube aber, dass zumindest an die Mechanik besondere Ansprüche gestellt werden müssen.

1. muss der Roboter entlang einer Scheibe wandern. Normale Scheibenreiniger für Aquarium verwenden dazu Magneten : Auf der Innenseite ein Magnet mit grobem Filz (für die Reinigung), auf der Außenseite einen Magneten zur FÜhrung (mit feinem Filz, um nichts zu verkratzen).
Ich halte das für eine gute Sache, was die Befestigung angeht. Gleichzeitig denke ich aber, dass dieses Vorgehen einen relativ starken Antrieb voraussetzt (abhängig von der Stärke der Magneten...).

2. bestehen die üblichen Gefahren unter Wasser. Dichtigkeit, Korrosion, etc. Gerade Salzwasser ist da vermutlich ein Problem.

Die eigentliche Frage also: Gibt es Einsteigerkits, mit denen man erstmal üben kann, um ein Grundverständnis zu bekommen und die keine große Investition voraussetzen?

Außerdem : Halter Ihr das "Projekt" für machbar, oder ist das für einen Einsteiger (wobei ich mir mit der Entwicklung Zeit lassen möchte, um entsprechendes Know-How abzugraben) zu hoch geriffen?
Der erste Schritt kann ja ein kleiner Rob sein, der einen kleinen Bereich des Fußbodens abfährt und "kehrt". Das ist im Prinzip das gleiche, nur auf einer anderen Raumachse

Danke für jeden Hinweis!

-Kristfo

[thewulf00]

Hm. Dein Vorhaben klingt sehr interessant und ich würde mich nicht davon abbringen lassen. Aber Probleme, die ich auf Anhieb nicht lösen könnte, sehe ich beim Dichtsein (d.h. wie realisierst Du Antriebe, Kommunikation, etc., ohne, dass Wasser eindringt?), beim autonomen Arbeiten (Wie willst Du Navigieren und wie genug Druck auf die Scheibe ausüben? Ich denke nicht, dass Du einen Antrieb so stark machen solltest, damit die Magnete nur als Halterung dienen, das nehmen Dir die Fische übel), und bei der Größe (Es müsste ja ein wirklich kleines Teilchen sein)...

[jeffrey]

Hi,
ich würde den Antrieb außerhallb des Wassers machen.
So eine Art Scheibenwischer wi beim Auto, nur nicht drehbar, sondern fahrend auf einer Schiene, also am oberen und unteren ende der Scheibe eine Führungsschiene. Dann das ganze über einen Zahnriemen hin und her fahren lassen. Oder das ganze an der Außenseite anbringen, und wirklich nur den svhwamm mit Magneten hinterherziehen.
Ist dann zwar kein wirklich autonomer Roboter, aber zumindest eine automatisch svheibenputzablage.
mfg jeffrey

[KristofB]

Hi [thewulf00],

danke für die Antwort.
Ja, die Probleme sehe ich auch. Ich habe mir jetzt mal Einsteigersets angesehen (Asoro und CCRP5). Ich denke, ein Ketten-/Raupenantrieb ist die beste Wahl.
Die Raupen (wenn aus Gummi) bauen Haftung an der Scheibe auf, um den Vortrieb zu gewährleisten.
Zwischen den Rauben (soz. am "Bauch") könnte man einen kleinflächigen Magneten benutzen, der gerade stark genug ist, das ganze zu halten.
Allerdings frage ich mich da, ob ich durch die Magneten nicht ggf. die Kommunikation insgesamt störe...gibt es dazu Erfahrungen, bzw. Messwerte die man beachten sollte, was die Störanfälligkeit der ICs durch Magnetfelder angeht?
Dichtigkeit : Ich sehe da vor allem 2 Problempunkte.
1. Der Antrieb: Egal wie gering das Spaltmaß ist, es ist da und damit offen. Gibt es vielleicht spezielle "Unterwasseraktoren", die z.B. ähnlich einem Pumpenantrieb in der Auqaristik funktionieren auch für Roboter-Kits?
2. Batteriefach : Das kann man allerdings vermutlich (wenn auch nicht schön) z.B. mit Wachs oder Tangit verkleben...

Das Thema Größe ist in der Tat ein heikles. Da aber die Logik nicht besonders haarig ist, kommt man vermutlich mit wenigen Bausteinen auf einer kleinen Platine aus. Da mein Aquarium auch nicht so winzig ist (140 x 70 cm Frontscheibe) kann ich mit einer Größe bis 15*20 cm durchaus leben.

Meine Hoffnung : Irgendjemand hier hat sowas schonmal gesehen oder sogar gemacht...

Beste Grüße

-Kristof

[KristofB]

Hi Jeffrey,

danke für den Input.
Eine änhliche Idee hatte ich eben auch : Ich muss den Antrieb/Elektronikteil ja gar nicht Im Auarium haben - an der Außenseite reicht völlig!
Innen ist dann eben nur ein mit Filz bespannter "Gegenmagnet", der vom Außenteil gezogen wird.
Damit kann ich dann auch die Ladevorrichtung bequem von außen zugänglich machen - wesentlich besser.
Dann haben wir schonmal ein Problem weniger. Bleiben noch Größe und Antriebskraft.

Gruß

-Kristof

[fey]

am einfachsten wäre, die "Außeneinheit" per kaber fernzusteuern, dann spart man Gewicht bei Stroversorgung und Microcontroler.

[KristofB]

Hey fey,

hm...prinzipiell richtig. Aber keine schöne Lösung. Bei einem Aquarium geht es - zumindest nach meinem Empfinden - um Ästhetik. Und ein baumelndes Kabel passt da einfach nicht rein. Der "Kollege" sollte schon weitestgehend autonom unterwegs sein. Nach erfolgter Reinigung zurück auf eine nicht so augenfällige Parkposition und fertig (ich denke momentan nicht das ich es hinbekomme, das er am Ladekabel andockt - aber wer weiß, eines Tages vielleicht...

Dennoch danke für den Hinweis. Wenn es aus Gewichtsgründen nichts wird, werde ich den Vorschlag nochmal genauer betrachten.

Gruß

-Kristof

[thewulf00]

Ein außen angebautes "Ding" wäre meines Erachtens zwar eher umsetzbar, aber irgendwie am Thema vorbei. Es gibt durchaus dichte Antriebe und Wellen. Es gibt ein paar andere Projekte hier, von denen ich zufällig las. Da gab es auch schon ein UBoot-ähnliches Teil. Und dicht wirds wohl gewesen sein, sonst hätten seine Tests nicht so toll augesehen.

[KristofB]

Hi Wulf,

da hast Du recht.
Ein Mini U-Boot wäre natürlich der absolute Knaller. Allerdings kann ich mir vorstellen, dass meine Fische darauf eher verstört reagieren. Außerdem muss man sehr genau darauf achten, dass es nicht mit Korallen kollidiert - das wäre eher schlecht.

Allerdings entfällt damit das Problem der Halterung.
Wenn man sich folgendes vorstellt, gibt es außer der Akzeptanz durch die Fische, eigentlich kein Problem mehr.

Ein kleines Ei-förmiges Teil, mit ein paar Propellern (oder nur einem beweglichen). Vorne könnte man dann eine rotierende Bürste montieren, mit der die Scheibe gereinigt wird.

Ich stelle mir aber die Steuerung hier extrem kompliziert vor (unterschiedliche Temperatur/Dichte, Strömung, Lichtreflexe, etc.)

Bis dahin muss ich wohl noch viel lernen.
Ich finde die Idee mit dem Antrieb außen eigentlich insofern ganz gut als das dadurch der "Lärm" nicht im Aquarium herrscht und durch den Antrieb keine Wärme ans Wasser abgegeben wird.

Aber hey, ich bin bereit mich länger damit zu beschäftigen.
Kennt denn jemand Seiten, wo man passende Teile kaufen könnte? Solche Seiten Suche ich grundsätzlich, bin ja noch neu auf dem Gebiet...

Danke & Gruß

-Kristof

[KristofB]

Nochmal ich - wenn ich angefangen habe, hör ich erst auf, wenn ich Ergebnisse habe
Wer sich schon jetzt genervt fühlt, möge mich bitte darauf hinweisen.

Das ganze U-Boot Thema (freischwimmender Roboter) ist m.E. für den Anfang einfach viel zu komplex, wenn man die vielen Randbedingungen bedenkt, die dabei gelten.
Die Sache mit dem Magneten halte ich aus rein mechanischen Gründen für eher schwierig (zumal die Frage bzgl. der Störanfälligkeit der ICs nocht nicht geklärt ist).

Kurz :Ich habe eine neue Idee
Anstelle eines Raupenantriebs und einer Halterung durch Magneten, könnte man Antrieb und Halterung verbinden : Saugnäpfe.
Man könnte einen Drei- oder Vierbeiner entwerfen, an dessen Füssen Saugnäpfe liegen. Durch entsprechenden Druck werden diese an die AQ-Scheibe geheftet und so kann sich der Roboter entlang der Scheiben bewegen.
In der Mitte (Bauchseite) rotiert eine Bürste oder Filzmatte, um die Algen von den Scheiben zu entfernen mit konstanter Geschwindigkeit.
Das schöne an dieser Lösung wäre, dass hiermit auch das Problem gebogener Scheiben, evtl. sogar der Winkel gelöst wäre, da durch die Beine auch Biegungen überbrückt werden können.

Blöder Einfall, oder gute Idee?

Ach so: Ich denke ich werde mich mal für den Einstieg mit dem RP6 Robotersystem (Conrad) auseinandersetzen. Oder gibt's was besseres in ähnlicher Preiliga?

Danke & Gruß

-Kristof